黑便形成机制主要与以下几个方面有关。

首先，上消化道出血是导致黑便最常见的原因。当食管、胃、十二指肠、空肠上段以及胰腺和胆道等上消化道器官出血时，血液中的血红蛋白在肠道内经过一系列化学反应而形成黑便。血红蛋白中的铁元素在肠道细菌的作用下，与硫化物结合形成硫化亚铁。硫化亚铁是黑色的，并且它可使大便的颜色变黑，而且这种黑便通常表现为柏油样，质地黏稠且发亮。上消化道出血的病因众多，比如消化性溃疡，溃疡侵蚀周围血管导致血管破裂出血；食管胃底静脉曲张破裂出血，常见于肝硬化患者，由于门静脉高压导致食管胃底静脉迂曲扩张，在某些诱因下如进食粗糙食物等容易破裂出血；急性胃黏膜病变，可因大量饮酒、服用非甾体类抗炎药等因素引起胃黏膜损伤出血。

其次，某些食物和药物也可能导致黑便。食用大量的动物血、肝脏等食物后，这些食物中的铁元素在肠道内也可与硫化物结合，出现类似上消化道出血导致的黑便表现，但这种黑便在停止食用相关食物后会逐渐消失。一些药物如铁剂、铋剂等，铁剂中的铁元素会在肠道内发生化学反应，铋剂服用后也会使大便颜色变黑，一般在停药后大便颜色会恢复正常。

此外，全身性疾病也可能引发黑便。例如血小板减少性紫癜、白血病等血液系统疾病，会影响人体的凝血功能，导致消化道出血从而出现黑便；尿毒症患者由于体内毒素蓄积、凝血功能异常等原因，也可能出现消化道出血而表现为黑便。